ใหม่ AI ที่มีประสิทธิภาพสูงในการตรวจจับ COVID-19 ในปอด

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับ COVID-19 อีกครั้ง การศึกษาใหม่จากมหาวิทยาลัยเซ็นทรัลฟลอริดาได้แสดงให้เห็นว่า AI สามารถเทียบเท่ากับแพทย์ในการวินิจฉัยไวรัสที่มีอยู่ในปอดได้อย่างไร และสามารถใช้เพื่อปรับปรุงการตรวจสอบได้อย่างไร

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Communications.

การวินิจฉัย COVID-19

ทีมนักวิจัยได้พัฒนาแอลกอริทึม AI ที่สามารถฝึกให้ระบุ COVID-19 ปอดในภาพถ่ายรังสี (CT) และมีอัตราความแม่นยำสูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังสามารถระบุกรณี阳และ陰ได้อย่างถูกต้อง 84 เปอร์เซ็นต์และ 93 เปอร์เซ็นต์ของเวลา ตามลำดับ

การถ่ายภาพรังสี (CT) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าในการวินิจฉัยและติดตาม COVID-19 เมื่อเทียบกับการทดสอบปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (RT-PCR) การทดสอบเหล่านี้มักใช้ แต่มีอัตราผลลัพธ์เท็จสูงและใช้เวลานานกว่าจะได้ผล

หนึ่งในสาเหตุหลักที่การถ่ายภาพรังสี (CT) ถูกใช้ในการวินิจฉัย COVID-19 คือสามารถตรวจจับไวรัสได้แม้ในบุคคลที่ไม่มีอาการ มันไม่หยุดอยู่แค่นั้น แต่ยังสามารถตรวจจับได้ในบุคคลที่มีอาการเริ่มต้น อาการที่แย่ที่สุดของโรค และในบุคคลที่หายแล้วและไม่มีอาการอีกต่อไป

ด้วยประโยชน์ทั้งหมด การถ่ายภาพรังสี (CT) ก็มีข้อเสียเช่นกัน ซึ่งเป็นเหตุผลที่บางครั้งไม่แนะนำให้ใช้ในการระบุ COVID-19 สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความคล้ายคลึงกันระหว่างปอดบวมที่เกิดจากไข้หวัดใหญ่และ COVID-19

แอลกอริทึมใหม่

เมื่อพิจารณาทุกสิ่งแล้ว ทีมนักวิจัยจาก UCF ได้พัฒนาแอลกอริทึมใหม่ที่สามารถระบุ COVID-19 ได้อย่างแม่นยำ ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง COVID-19 และไข้หวัดใหญ่ได้อีกด้วย ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับแพทย์

Ulas Bagci เป็นอาจารย์ผู้ช่วยในภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ของ UCF และเป็นหนึ่งในผู้เขียนการศึกษา

“เราได้แสดงให้เห็นว่าแนวทาง AI ที่ใช้การเรียนรู้ลึกสามารถใช้เป็นเครื่องมือมาตรฐานและเป็นกลางในการช่วยเหลือระบบสุขภาพและผู้ป่วย” Bagci กล่าว “มันสามารถใช้เป็นเครื่องมือทดสอบเสริมในประชากรที่จำกัดและเฉพาะเจาะจง และสามารถใช้ได้อย่างรวดเร็วและในวงกว้างในกรณีที่มีการระบาดซ้ำ”

ในการศึกษา ทีมนักวิจัยได้ฝึกให้เครื่องคอมพิวเตอร์ตรวจจับ COVID-19 ในภาพถ่ายรังสี (CT) ของปอด โดยมีผู้ป่วยทั้งหมด 1,280 คนจากประเทศจีน ญี่ปุ่น และอิตาลี จากนั้นได้ทดสอบแอลกอริทึมกับผู้ป่วย 1,337 คนที่มีโรคปอดต่างๆ รวมถึง COVID-19 มะเร็ง และปอดบวมที่ไม่เกิดจาก COVID-19

ผลลัพธ์จากเครื่องคอมพิวเตอร์ถูกเปรียบเทียบกับการวินิจฉัยจากแพทย์ และนักวิจัยพบว่าแอลกอริทึมมีประสิทธิภาพสูงในการตรวจจับ COVID-19 ในปอดได้อย่างแม่นยำ และสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง COVID-19 และโรคอื่นๆ ได้

“เราแสดงให้เห็นว่าโมเดล AI ที่มีความแข็งแรงสามารถบรรลุความแม่นยำสูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์ในประชากรทดสอบอิสระ รักษาความเฉพาะเจาะจงสูงในโรคปอดบวมที่ไม่เกิดจาก COVID-19 และแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทั่วไปในประชากรผู้ป่วยและศูนย์ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน” Bagci กล่าว

การศึกษานี้ยังได้รับการเข้าร่วมจาก Baris Turkbey ซึ่งเป็นแพทย์ผู้ช่วยวิจัยที่สาขาวิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ และ Bradford J. Wood ซึ่งเป็นหัวหน้าศูนย์สำหรับการแทรกแซงทางรังสีวิทยาและหัวหน้าฝ่ายรังสีวิทยาที่ศูนย์คลินิกของ NIH

การพัฒนใหม่นี้จาก UCF เป็นตัวอย่างหนึ่งของวิธีการที่ AI สามารถใช้ได้ในช่วงการระบาดทั่ว การใช้เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำไปใช้ในหลายๆ ด้านที่เกี่ยวข้องกับ COVID-19 รวมถึงการติดตาม การทดสอบ การป้องกัน การวินิจฉัย การวิจัย และการพัฒนาวัคซีน